Qual è la differenza tra camera di tenuta e premistoppa?

Le camere di tenuta e le scatole di premistoppa sono due componenti essenziali nelle apparecchiature rotanti che servono a prevenire perdite di fluido e a proteggere l'albero e i cuscinetti. Sebbene entrambi siano progettati per controllare le perdite attorno a un albero, differiscono per progettazione, metodo di tenuta, funzionalità, requisiti di manutenzione, costi e applicazioni ottimali.

In questo articolo, approfondiremo le differenze chiave tra camere di tenuta e premistoppa, esplorando le loro caratteristiche uniche, i vantaggi e le limitazioni in varie dimensioni. Alla fine, avrai una comprensione approfondita di quando e perché utilizzare ogni tipo di soluzione di tenuta dell'albero in diversi contesti di macchinari.

Che cosa è la camera di tenuta

Una camera di tenuta è una cavità o uno spazio che circonda l'albero di una pompa o di un'altra apparecchiatura rotante dove passa attraverso la cassa o l'alloggiamento. Lo scopo principale di una camera di tenuta è quello di contenere il sistema di tenuta dell'albero, che è responsabile della prevenzione delle perdite di fluido lungo l'albero rotante.

La camera di tenuta fornisce un ambiente controllato in cui la tenuta dell'albero può operare. È in genere progettata con caratteristiche quali:

• Un'area incassata o "ghiandola" per tenere gli elementi di tenuta in posizione contro l'albero
• Porte o connessioni per la circolazione di un fluido di tenuta o di barriera per raffreddare e lubrificare le superfici di tenuta
• Una porta di scarico nella parte inferiore per consentire lo scarico sicuro di eventuali perdite accumulate
• Uno sfiato nella parte superiore per evitare che aria o gas rimangano intrappolati nella camera

In generale, la camera di tenuta deve essere sufficientemente grande da contenere gli elementi di tenuta e consentire la corretta circolazione dei fluidi di tenuta, ma non così grande da creare uno spazio morto eccessivo in cui i solidi potrebbero depositarsi o i fluidi corrosivi potrebbero ristagnare. La forma interna dovrebbe promuovere un flusso regolare e privo di turbolenze per evitare problemi di tenuta.

Che cosa è Stuffing Box?

Una cassa premistoppa è un tipo di camera di tenuta che viene comunemente utilizzata con la guarnizione di compressione come elemento di tenuta dell'albero. Prende il nome dal fatto che il materiale di tenuta, storicamente un materiale morbido e flessibile come corda o stracci, veniva letteralmente "infilato" nello spazio attorno all'albero per formare una tenuta.

Una cassa premistoppa è costituita da uno spazio cilindrico allargato che circonda l'albero dove passa attraverso la cassa della pompa o l'alloggiamento della macchina. Gli elementi chiave includono:

• Un “alesaggio” cilindrico o diametro interno solo leggermente più grande dell’albero, che garantisce una perfetta aderenza
• Un mezzo per comprimere il materiale di tenuta assialmente per espanderlo radialmente contro l'albero, solitamente un "seguace della ghiandola" flangiato imbullonato alla faccia della cassa premistoppa
• Porte o raccordi per consentire l'aggiunta di guarnizioni, olio lubrificante o fluido di tenuta
• Un collegamento di scarico per eliminare le perdite

La cassa premistoppa fornisce un involucro per contenere gli anelli di tenuta e consentire loro di essere compressi per formare una tenuta stagna contro l'albero. La profondità e il diametro della cassa premistoppa dipendono dal numero di anelli di tenuta richiesti, che è determinato dalle dimensioni dell'albero, dalla pressione di esercizio e dalle proprietà del fluido.

Quando la guarnizione viene compressa e si espande radialmente, si conforma alla superficie dell'albero e forma una tenuta ermetica ma flessibile. In genere è richiesta una piccola quantità di perdita controllata per lubrificare e raffreddare la guarnizione, quindi le scatole premistoppa non sono considerate tenute a perdita zero.

Differenze tra camera di tenuta e premistoppa

Progetto

Il design delle camere di tenuta e delle scatole di premistoppa differisce in modo significativo. Le camere di tenuta sono in genere più grandi e complesse, dotate di un alloggiamento spazioso che ospita tenute meccaniche, boccole e sistemi di circolazione. Al contrario, le scatole premistoppa hanno un design più semplice e compatto, costituito da un alloggiamento cilindrico che contiene il materiale di tenuta e un premistoppa.

Metodo di sigillatura

Le camere di tenuta si affidano a tenute meccaniche per impedire perdite di fluido. Queste tenute sono componenti di precisione che creano una barriera ermetica tra l'albero rotante e l'alloggiamento stazionario. Le scatole di tenuta, d'altro canto, utilizzano materiale di tenuta, come fibre intrecciate o anelli di grafite, che viene compresso attorno all'albero per formare una tenuta.

Funzionalità

La funzione primaria delle camere di tenuta e delle scatole premistoppa è quella di impedire perdite di fluido dalla pompa o dall'attrezzatura. Tuttavia, le camere di tenuta offrono prestazioni di tenuta superiori e sono più adatte per applicazioni ad alta pressione, alta temperatura e corrosive. Le scatole premistoppa sono più convenienti e sono comunemente utilizzate in applicazioni meno impegnative o attrezzature più vecchie.

Controllo delle perdite

Le camere di tenuta forniscono un controllo eccellente delle perdite, poiché le tenute meccaniche mantengono una barriera ermetica e senza perdite tra il fluido di processo e l'ambiente. Le tenute meccaniche correttamente installate e mantenute possono funzionare praticamente senza perdite visibili. Le scatole di tenuta, pur essendo efficaci nel ridurre le perdite, in genere consentono una piccola quantità di perdite controllate, necessarie per lubrificare e raffreddare il materiale di tenuta.

Manutenzione

La manutenzione delle camere di tenuta comporta l'ispezione periodica, la pulizia e la sostituzione delle tenute meccaniche e dei componenti associati. Questo processo può essere più complesso e richiedere più tempo rispetto alla manutenzione delle scatole di tenuta. Le scatole di tenuta richiedono una regolazione regolare del premistoppa per comprimere il materiale di tenuta e controllare le perdite. Il materiale di tenuta deve anche essere sostituito periodicamente quando si usura.

Costo

Le camere di tenuta sono generalmente più costose delle scatole di tenuta a causa del loro design complesso, dei componenti di precisione e della tecnologia di tenuta avanzata. Il costo iniziale di una camera di tenuta, comprese le tenute meccaniche, può essere significativamente più alto di quello di una scatola di tenuta. Tuttavia, i risparmi sui costi a lungo termine derivanti dalla riduzione delle perdite e dalla maggiore affidabilità possono giustificare l'investimento in una camera di tenuta per applicazioni critiche.

Raffreddamento e circolazione

Le camere di tenuta spesso incorporano sistemi di raffreddamento e circolazione per gestire il calore generato dalle tenute meccaniche e mantenere condizioni operative ottimali. Questi sistemi possono includere camicie di raffreddamento, scambiatori di calore e linee di ricircolo. Le scatole di tenuta in genere si basano sulla perdita controllata del fluido di processo per fornire raffreddamento e lubrificazione al materiale di tenuta.

Applicazioni

Le camere di tenuta sono ampiamente utilizzate nelle pompe moderne, nei miscelatori e in altre apparecchiature rotanti, in particolare in settori quali petrolio e gas, prodotti chimici e farmaceutici. Sono preferite per applicazioni che comportano alte pressioni, alte temperature, fluidi corrosivi o rigide normative ambientali. Le scatole premistoppa sono ancora comuni in apparecchiature più vecchie, applicazioni a bassa pressione e settori in cui il costo è una preoccupazione primaria, come il trattamento delle acque e la produzione generale.